上次說到《HIT電池的故事一:難住特斯拉的不止Model 3 還有水牛城》,在此文中詳述了特斯拉近年來在HIT電池上的動(dòng)作,到底是什么技術(shù)獲得了特斯拉的無(wú)限青睞,本文將對(duì)HIT技術(shù)進(jìn)行展開敘述,探討其與PERC技術(shù)的差異,與其在國(guó)內(nèi)爆發(fā)的一些條件。
PERC電池與HIT電池工藝與技術(shù)的現(xiàn)狀及差異
HIT(本征薄層的異質(zhì)結(jié)Heterojunctionwith Intrinsic Thinfilm)太陽(yáng)能電池最早由日本三洋公司于1990年成功開發(fā),并申請(qǐng)注冊(cè)為商標(biāo)。被松下收購(gòu)后,自2012年4月1日起,三洋出產(chǎn)的太陽(yáng)能電池組件改為Panasonic HIT品牌。
由PERC到HIT的路不遠(yuǎn),但也不易,下圖展示了從工藝、設(shè)備與技術(shù)特性三個(gè)角度來講,PERC電池與HIT電池的差異。從下圖中可看出,PERC電池在工藝的復(fù)雜程度、產(chǎn)線的兼容性以及現(xiàn)階段工藝成熟度上勝于HIT電池,但固有的光衰問題與轉(zhuǎn)化率問題限制了它的發(fā)展,而HIT電池因其無(wú)光衰、高效的特性,在未來更具開發(fā)性。
下表展示了HIT電池技術(shù)現(xiàn)階段表現(xiàn)出了有點(diǎn)與有待突破的瓶頸:
HIT電池雖然性能較優(yōu),但仍然存在許多問題,一定程度上限制了其大規(guī)模量產(chǎn),原因有三。
1、HIT電池生產(chǎn)過程中的每一步工藝要求都非常嚴(yán)格,由于非晶硅薄膜生長(zhǎng)對(duì)表面質(zhì)量要求很高,因此對(duì)前道晶硅的表面清潔凈化技術(shù)提出非常高的要求。
2、非晶硅薄膜無(wú)法承受較高溫度的后續(xù)工藝,后道必須使用高成本低溫工藝和材料。
3、TCO薄膜成本較高,且產(chǎn)量有限。
基于此,在保證高效的情況下,大規(guī)模的量產(chǎn)還需要進(jìn)一步的研究。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士稱,HIT電池目前與PERC電池的轉(zhuǎn)化率并沒有拉很開,成本上來說,電池端的成本較高,但在組件端成本只略高于PERC;HIT電池的爆發(fā)期預(yù)計(jì)在2年左右,屆時(shí)HIT電池的成本與工藝問題將被解決,PERC電池的潛力也已近乎挖凈。
國(guó)內(nèi)外部分HIT廠商的一些現(xiàn)狀,下面將選擇幾家進(jìn)行詳述。
國(guó)外技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)賽事火熱
提及HIT電池,松下三洋是不可不說的,1991年三洋公司首次將HIT電池效率達(dá)18.1%,并在1997年實(shí)現(xiàn)HIT電池的批量生產(chǎn);其在異質(zhì)結(jié)電池的研發(fā)和生產(chǎn)領(lǐng)域一直處于領(lǐng)先地位,其研發(fā)的面積為100cm2左右的HIT電池轉(zhuǎn)換效率連續(xù)突破20%、21%、22%、23%重要窗口,2013年2月,轉(zhuǎn)換效率最高已達(dá)24.7%。
松下于今年5月宣布,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)硅光伏組件的世界最高輸出溫度系數(shù)(-0.258%/°C )。在目前量產(chǎn)水平上,技術(shù)改進(jìn)了0.032點(diǎn),凸顯了異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的正溫度特性。
從2014年初Panasonic的25.6%打破UNSW保持了近20年的記錄開始,Panasonic,SHARP和Kaneka先后超越25%。
日本化學(xué)品制造商Kaneka Corporation的研究人員于2016年底將HIT電池光電轉(zhuǎn)換率提升到26.3%,打破了之前松下25.6%的紀(jì)錄。盡管效率提高了2.7%,但商業(yè)上可行的太陽(yáng)能電池技術(shù)的改進(jìn)日益難以獲得。
當(dāng)然,疊加了IBC技術(shù)后的HBC電池能展現(xiàn)出更驚人的轉(zhuǎn)化效率,目前已達(dá)26.63%。
國(guó)內(nèi)HIT電池布局以“小”為主
國(guó)內(nèi)HIT電池廠商不少,但普遍產(chǎn)能不高,許多企業(yè)仍處于預(yù)生產(chǎn)狀態(tài),包括晉能、協(xié)鑫集成、上海中智、福建鈞石、漢能、新澳、上彭等,下面選取部分企業(yè)進(jìn)行舉例。
漢能
漢能薄膜于去年成立HIT(Hetero-junction with IntrinsicThin-layer,高效硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池)事業(yè)部,專注于制造HIT整線生產(chǎn)線。HIT技術(shù)具有良好的產(chǎn)品可控性、更低的生產(chǎn)成本以及良好發(fā)展前景,將成為分布式和戶用太陽(yáng)能電站最優(yōu)良的光伏產(chǎn)品。目前,漢能HIT電池片研發(fā)效率達(dá)23%。2017年3月,四川漢能光伏有限公司開始成都市漢能360MW高效硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能(HIT)電池生產(chǎn)線技術(shù)升級(jí)改造項(xiàng)目。11月8 日,成都雙流區(qū)副區(qū)長(zhǎng)曾虎會(huì)見漢能薄膜發(fā)電集團(tuán)執(zhí)行董事、HIT事業(yè)部首席執(zhí)行官徐曉華一行,雙方就擬在雙投資項(xiàng)目事宜進(jìn)行了交流。
福建鈞石
福建鈞石能源于2016年12月19日舉行了HIT高效電池項(xiàng)目竣工驗(yàn)收投產(chǎn)儀式,該項(xiàng)目是國(guó)內(nèi)首條擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高效異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池生產(chǎn)線,一期總投資為20億元,建設(shè)6條100MW高效異質(zhì)結(jié)電池生產(chǎn)線,其電池轉(zhuǎn)換效率超過22%,投產(chǎn)后的年產(chǎn)值達(dá)30億元。
中國(guó)晉能
晉能科技總經(jīng)理?xiàng)盍⒂言诘诙脮x能科技開發(fā)者論壇上表示,在未來技術(shù)走向上,他更加看好異質(zhì)結(jié)和雙面發(fā)電。以晉能科技的雙面HJT超高效組件為例,異質(zhì)結(jié)轉(zhuǎn)換率可以超過23%,配合背觸技術(shù)轉(zhuǎn)換效率可以突破26%;同時(shí)具有優(yōu)異的弱光響應(yīng)、-0.28%的超低功率溫度系數(shù),首年不超過1%之后逐年不超過0.5%的超低衰減率。
2017年5月,晉能集團(tuán)2GW異質(zhì)結(jié)電池及組件項(xiàng)目一期投產(chǎn)。
中環(huán)
2017年11月29日,中環(huán)將國(guó)電光伏收入囊中,從國(guó)電光伏接受的HIT產(chǎn)線僅為研發(fā)線,HIT等N型電池技術(shù),在短期內(nèi)技術(shù)和成本無(wú)法達(dá)到大規(guī)模量產(chǎn)水平,此條HIT產(chǎn)線將作為中環(huán)在電池方面的技術(shù)儲(chǔ)備繼續(xù)保留。此前中環(huán)1GW的HIT電池生產(chǎn)計(jì)劃目前未出現(xiàn)相關(guān)后續(xù)消息。
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